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Steuerung für Viertaktbrennkraftmaschinen Es sind bereits Viertaktbrennkrafttnaschinen
bekannt, bei welchen das von zwei gegenläufigen Kolben in das Kurbelgehäuse gesaugte
Gemisch abwechselnd dem jeweils zu füllenden Zylinder zugeleitet wird. Bei Verwirklichung
dieses Verfahrens wird der jeweils arbeitende Zylinder mit ungefähr der doppelten
Menge vom Gemisch geladen, als dies normalerweise der Fall ist. Aus diesem Grunde
sind, wenn ,die Maschine einwandfrei arbeiten soll, besondere Maßnahmen erforderlich,
um das Kurbelgehäuse, in welches das Kolbenpaar das Gemisch aus dem Vergaser ansaugt,
so abzudichten, daß beim Füllen des jeweils arbeitenden Zylinders das Gemisch oder
ein Teil desselben nicht wieder aus dem Kurbelgehäuse in Richtung gegen den Vergaser
ausgetrieben wird. Bei der bekannten Anordnung wird als Steuerorgan eine an. der
Kurbel befestigte halbkreisförmige Scheibe verwendet, die während der Drehung der
Kurbel an einer Zuleitungsöffnung vorbeikreist; diese Scheibe hat somit einen verhältnismäßig
großen Durchmesser und eine entsprechend hohe Umfangsgeschwindigkeit. Infolge der
stets auftretenden Schwingungen der Kurbel gewährleistet dieses Steuerorgan eine
hinreichende Abdichtung .des Kurbelgehäuses gegenüber dem Vergaser nicht.
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Die erfindungsgemäße Steuerung vermeidet diese Mängel dadurch, daß
die Ventilsteuerwelle oder der Kurbelwellenzapfen in an sich bekannter Weise als
Drehschieber zur Steuerung ,der Brennstoffgernischzufuhr in das Kurbelgehäuse ausgebildet
ist. Durch diese Art der Steuerung lassen sich die bei dieser Gattung von Viertaktbrennkraftmaschinen
besonders schwierigen Abdichtungsverhältnisse einwandfrei meistern.
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Die Maschine kann in an sich bekannter Weise mit gegenüberliegenden
Zylindern ausgebildet sein; der Steuerschieber liegt dann vorteilhaft in der Mittelebene
zwischen den beiden Zylindern symmetrisch zu diesen.
Die Maschine
kann aber auch in an sich ebenfalls bekannter Weise mit mehr als zwei im -Massenausgleich
versetzt zueinander arbeitenden Kolbenpaaren ausgestattet sein: die Ventilsteuerwelle
besitzt dann eine Ringauskehlung, eine außerhalb der Zuleitung liegende radiale
Durchbrechung und eine axiale Verbindung zwischen der Auskehlung und dieser Durchbrechung,
wobei letztere infolge Drehung der Steuerwelle abwechselnd die Verbindung der Brennstoffgemischzuleitung
mit den Kolbenpaaren gleicher Hubstellung zugehörenden Kammern des Kurbelgehäuses
herstellt. Auf der als Drehschieber ausgebildeten Welle kann ein zusätzlicher Regelschieber
vorgesehen sein.
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Die beiliegenden Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung,
und zwar Fig, i einen Motor mit gegenläufigen Kolben im Axiallängssclinitt, Fig.2
eisten Querschnitt durch das Kurbelgehäuse zu Fig. 1, Big. 3 einen Querschnitt einer
zweiten Ausführungsforin des Kurbelgehäuses, Fig. .1 einen Querschnitt einer dritten
Ausführungsform des Kurbelgehäuses, Fig.5 einen inehrzylindrischenReilieninotor
ini teilweisen Achsschnitt, Fig. 6 einen Querschnitt durch das Kurbelgehäuse zu
Fig. 5, Fig. 7 eine andere Ausführungsform des Steuerschiebers zu den Fig. 5 und
6.
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Fig. 8 einen Achsschnitt zu Fig. 7 und Fig.9 die Steuerwelle gemäß
den Fig.7 und 8 im Grundriß.
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In Fig. i ist ein axialer Längsschnitt und in Fig. :2 ein Querschnitt
durch das Kurbelgehäuse eines 1Iotors mit gegenläufigen Kolben gezeigt. In dem Kurbelgehäuse
i ist die Kurbelwelle 2, wie üblich, gelagert. Die Pleuelstangen 3 stehen in bekannter
Weise mit den Kolben .1 in Verbindung. Die letzteren laufen in den Zylindern 5.
6 sind die Ansaugventile, die in üblicher Weise durch die Ventilstößel ; gesteuert
werden. Die Ventilkaminern der `"entile 6 sind durch Kanäle 8 und 9, die in die
Zylinder und Kurbelgehäuse eingegossen sind, mit dem Innern des Kurbelgehäuses i
verbunden. Die Kanäle 8 und 9 können hier aus Platzgründen einen länglichen Querschnitt
haben (Big. 2, 8) im Gegensatz zti dein üblichen runden Querschnitt. Oben in der
-Mitte des Kurbelgehäuses i befindet sich die Ansaugbohrung io, die über den Drehschieberschlitz
i i der Steuerwelle 12 mit der Bohrung 13 und dem Fallstroinvergaser 1.1 jeweils
beim Aufwärtsgehen der beiden Kolben in Verbindung stehen. Der Fallstronivergaser
14. ist durch eine Kappe 15, die mit geeigneten Flächen des Gehäuses i übereinstimmt,
vollkommen und formschön abgedeckt. Die Kappe 15 trägt die beiden Staubfilter 16.
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Beim .#,ufi#,-ärtsgang der beiden Kolben . wird das Gasgemisch durch
die beiden Staubfilter 16 in die Vorkammer, die durch dic Kappe 15 gebildet ist,
eingesaugt. Hier erwärint sich die Luft bereits und wirkt andererseits für die Abkühlung
des darüber befindlichen Kurbelgehäuseteils und besonders der Ventilkammern der
Zylinder 5 mit den heißen Zylinderwänden an den Auspuffventilen, die sich in gleicher
Ebene hinter den Einlaßventilen 6 befinden, sowie den Ventilschäften der 1'entile
6 selbst. Die Luft Wird nun durch den Horizontalvergaser i.1, die Bohrung 13, den
Schieberschlitz i i der Steuerwelle 12 und die Bohrung io in das -Motorinnere angesaugt.
Beim oberen Totpunkt ist dann die Schlitzstellung des Schieberschlitzes i i der
Steuerwelle 12 am Öffnungsschltiß angelangt, uni den Durchtritt der angesaugten
Gase nach 9o° bis zu weiteren 9o° wieder freizugeben, also übereinstimmend mit dein
jeweiligen Abwärtsgang der beiden Kolben. Hierbei ist die Öfinungszeit sowie die
Abschlußzeit des Schlitzes i i nicht an den Totpunkt gebunden, sondern gibt dein
Durchtritt der Gase eine Öffnungsperiode ähnlich den üblichen Ventilzeiten, also
etwas zu frühen Beginn und erheblich verspätete Schlußzeit. der Nachströmung der
in Bewegung befindlichen Gassäule wegen. Beim Abwärtsgang der Kolben, wenn also
der Scliielxrsclilitz i i geschlossen ist, wird, wie üblich, das Einlaßventil eines
Zylinders geöffnet, und es wird nun das Brennstoffgemisch über die zugeli<ii-igen
Rohrleitungen S und 9 in den Verbrennungsrauin des einen Zylinders gedrückt bzw.
angesaugt und überladen. Beim gleichen _1rheitstakt ist das Ansaugventil des zweiten
Zylinders geschlossen, weshalb die gesamte -@nsauginenge mir dem ersten Zylinder
zugute kommt. Benn nächsten Hub erfolgt der gleiche ==lnsaugvorgang durch den zweiten
Zylinder, Wobei das Ansaugventil des ersten Zylinders geschlossen bleibt. Bei diesem
I-lul@ wird die gesamte Ansaugmenge dem zweiten Zylinder zugeführt.
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Bei dieser Arbeitsweise kann ein Benzin-Öl-Gemisch, Wie beim Zweitaktmotor
üblich. verwendet werden. Hierdurch wird mindestens bei -Motoren mit Wälzlagern
die besondere Ölpumpe, die sonst jeder Viertaktmotor haben muß, erspart und doch
die gute Schmierung des Motorinnern erreicht, Wie sie sich beim Zweitaktmotor bewährt
hat.
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In Fig. 3 ist der Querschnitt durch das Kurbelgehäuse 18 eines Motors
ebenfalls iiiii gegenläufigen Kolben gezeigt, wobei die Steuerwelle nicht oben,
sondern an der Seit liegt. In diesem 1lei:piel trägt die Steuerwelle
i9
ein vergrößertes Lager 2o, und dieses ist in ähnlicher Weise wie in Fig. i (Schlitz
i i) mit dem Steuerschlitz 2i ausgerüstet. Auch in diesem Falle gelängt das Brennstoffgemisch
über den Vertikalvergaser 25, die Rohrleitung 24., die Bohrung 23, durch -den Schieberschlitz
21 und die Bohrung 22 in das Motorinnere. Die Arbeitsweise ist die gleiche, wie
bei Fig. i und Fig. 2 geschildert.
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Ein weiteres Beispiel eines ebenfalls mit gegenüberliegenden Zylindern
ausgerüsteten Motors ist in Fig. 4 in einem Querschnitt durch die Kurbelgehäusemitte
dargestellt, In diesem Beispiel ist die Kurbelwelle 26 selbst, die in der gleichen
Weise in dem Gehäuse 27 gelagert ist, das Steuerorgan, da der Gasstrom durch den
hohlen Kurbelwellenzapfen 28 der Kurbelwelle 26 und eine seitliche Öffnung 28a .des
Kurbelwellenzapfens 28 geleitet wird. Das Brennstoffgemisch gelangt in diesem Falle
aus dem Vertikalvergaser 29 durch die Rohrleitung 30, die eingegossene Bohrung
31 und die Öffnung 28a zur Bohrung 28 und damit in den Innenraum des Gehäuses
27. In dein Gehäuse 27 an der Lagerstelle des Kurbelwellenzapfens 28 in der Nähe
der Durchtrittsbohrung 31 befindet sich ein verstellbarer Schieber 32. Er ist mit
einem Schlitz 33 versehen, der etwa der Größe der Bohrung 3 i und der Öffnung 28a
gleichkommt. Der Verstellschieber 32 übernimmt auch den stirnseitigen Abschluß des
Hohlraumes des Kurbelzapfens. Die Verstelleinrichtung für den Saugstrom läßt sich
in entsprechender `Veisie auch für die Schieber der Steuerivellen der anderen angegebenen
Fälle verwenden.
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Ein weiteres Beispiel zeigt in Fig. 5 und 6 die Anwendung des Verfahrens
für einen mehrzylindrigen Reihenmotor. Hier ist geinäß Fig. 5 die .Kurbelwelle 34,
welche viermal gelagert in dem Gehäuse 35 ruht, mit Gleitlagern ausgerüstet. Das
Gehäuse 35 ist in drei Kammern 36, 37, 38 unterteilt. Im Bereich der Kammer 36 kommen
zwei Zylinder in gleicher Hubstellung zur Wirkung. Zu beiden Seiten befinden sich
die'Kammern 37 und 38, die über eine eingegossene Rohrleitung 39 (Fig. 5 und 6)
miteinander verbunden sind. Auch hier ist dadurch die Doppelkammer 37 und 38 in
den Bereich von zwei Zylindern gelangt. Die Arbeitsweise ist nun ebenfalls - ähnlich
wie nach den schon angegebenen Fällen. Als Steuerschieber ist hier das 'Mittellager
40 der Steuerwelle 41 ausgebildet; der Schieber hat jedoch den Gasstrom jeweils
abwechselnd in die Kammer 36 und die Doppelkammer 37,38 zu leiten. Hierzu
ist in der Kammer 36 eine Bohrung 4.2 vorhanden und im Winkel von 9o°, auf den Schieber
bezogen, versetzt, befindet sich der Kanal 39 zur Speisung der Kammern 37 und 38.
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Fig.7, 8 und 9 zeigen den Steuerschieber in etwas anderer Ausführung
für den 'Motor nach Fig. 5 und 6 und die Arbeitsweise der t@"echselsteuerung. Das
im Gehäuse .44 gelagerte Mittelstück der Steuerwelle .43 trägt einen den ganzen
Umfang umgebende große Nute 45, die dem Ansaugrohrquerschnitt entspricht. Diese
Eindrehung 45 steht über die Bohrung 46 mit dem Horizontalvergaser .1 .7 in Verbindung.
Das SteuerNvellenmittellager 43 hat außerdem einen Steuerschlitz .I8, der durch
Ausfräsungen .49 Verbindung mit der Nute 45 besitzt. Wie in Pfeilrichtung gezeigt,
steht also der Gasstrom bei jeder Stellung des Schiebers für die Austrittsöffnung
offen. Der Schieber 43 steuert so wechselweise in Abständen von jeweils 9o° den
Gasstrom über die Bohrung 5o in die eine Gehäusekaintner 36 (Fig. 5 und 6)- oder
über den Kanal 51 in die andere Gehäusekammer 37, 38 (Fig. 5 und 6). Die Bohrung
5o der Fig. 7 und 8 entspricht also der Bohrung 42 der Fig. 5 und 6 und der Kanal
5 i der Fig. 7 und 8 dem Kanal 39 der Fig. 5 und 6. Die Wirkungsweise des Verfahrens
ist dann die gleiche, wie in den früheren Beispielen angegeben. Es wird auch hier
die gesamte Ansaugmenge des zur gleichen Kammer 36 bzw. 37, 38 gehörenden Kolbenpaares
jeweils einem Zylinder dieses Paares zugeführt.